آب آهک چیست

آب آهک چیست؟

آب آهک در صنایع مختلف و حتی در آشپزی ایرانی، کاربردهای بسیار متنوعی دارد. این ماده‌ی ساده اما مفید، از گذشته تا به امروز در ایران و سایر نقاط جهان، جایگاه ویژه‌ای را در حوزه‌های ساخت‌وساز، اصلاح pH، تولید مواد غذایی و … به خود اختصاص داده است. بسیاری از افراد گمان می‌کنند که آب آهک می‌تواند خاصیت اسیدی داشته باشد، اما واقعیت این است که آب آهک ماده‌ای قلیایی است و رفتار آن در واکنش‌های مختلف نشان می‌دهد که نقشی مؤثر در خنثی‌سازی اسیدها ایفا می‌کند.

آب آهک یک مایع قلیایی پر کاربرد است که از ترکیب هیدروکسید کلسیم با آب به دست می آید و در مصارف پخت و پز ، تنظیم pH ، ساخت و ساز و … مصرف می شود. برخی افراد تصور می کنند که آب آهک دارای خاصیت اسیدی است در حالی که چنین نیست و اصولا موادی که در پیوند با یون هیدروکسید OH هستند ، دارای pH بالای 7 بوده و خاصیت قلیایی دارند. در این مقاله به معرفی آب آهک یا شیره آهک و موارد کاربرد و ویژگی های ظاهری و شیمیایی این ماده می پردازیم.

آب آهک به انگلیسی Limewater در واقع محلولی از هیدروکسید کلسیم Calcium Hydroxide یا همان آهک هیدراته در آب است که با نام‌های دیگری همچون شیره آهک یا شیر آهک (اگر غلظت بالاتر باشد) نیز شناخته می‌شود. در فرهنگ سنتی ایران، آب آهک بیشتر در حوزه تهیه بعضی از خوراکی‌ها مانند مرباهای خانگی یا برای عمل‌آوری برخی محصولات غذایی به کار رفته است.

در حالت کلی، آب آهک یک مایع شفاف یا شیری‌رنگ (بسته به میزان هم‌زدن و غلظت ذرات) است. اگر محلول را به‌صورت کاملاً ساکن نگه دارید، ذرات کلسیم به ته ظرف می‌نشینند و بخش زلال و شفاف روی آن به‌عنوان آب آهک در دسترس خواهد بود.

به دلیل اینکه آب آهک (Ca(OH)2 در آب) خواص قلیایی دارد، از آن در صنایع مختلف برای تنظیم pH، خنثی‌سازی اسیدها و یا ایجاد محیطی مناسب برای واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود. همچنین برای تهیه‌ برخی از ترکیبات کلسیمی دیگر نیز از این محلول بهره می‌برند.

فرمول شیمیایی آب آهک

آب آهک، حاصل حل شدن هیدروکسید کلسیم (Calcium Hydroxide) در آب است. فرمول شیمیایی هیدروکسید کلسیم Ca(OH)2 است و وقتی با آب مخلوط می‌شود، بسته به میزان حلالیت و اشباع محلول، مقادیر مشخصی از کلسیم و یون هیدروکسید در آب منتشر می‌شوند. اگرچه حلالیت هیدروکسید کلسیم در آب نسبتاً کم است (حدود 1.73 گرم در لیتر در دمای 20 درجه سانتی‌گراد)، اما همین مقدار ناچیز هم برای بسیاری از مصارف کافی است.

از منظر شیمیایی، یون‌های موجود در آب آهک عبارت‌اند از یون کلسیم (Ca2+) و یون هیدروکسید (OH-). وقتی می‌گوییم آب آهک یک محلول قلیایی است، منظور ما قدرت بازی این یون هیدروکسید است که باعث افزایش pH محلول می‌شود.

آب آهک چه خاصیتی دارد؟ اسید یا بازی؟

برخی افراد تصور می کنند که آب آهک دارای خاصیت اسیدی است در حالی که چنین نیست و اصولا موادی که در پیوند با یون هیدروکسید OH هستند ، دارای pH بالای 7 بوده و خاصیت قلیایی دارند. آب آهک اساساً یک ترکیب قلیایی یا بازی است. وجود یون هیدروکسید (OH-) در ساختار آن نشان می‌دهد که می‌تواند اسیدها را خنثی کند و محیط را به سمت قلیایی سوق دهد. pH آب آهک معمولاً بیش از 12 است (در صورت خلوص بالا و اشباع بودن)، که نشان‌دهنده قدرت بالای بازی آن است.

در ایران نیز، از این خاصیت قلیایی آب آهک جهت تنظیم اسیدیته برخی مواد غذایی یا خنثی‌سازی پساب‌های صنعتی اسیدی استفاده می‌شود. برای مثال، در صنایع لبنی گاهی نیاز به کنترل pH وجود دارد و آب آهک می‌تواند در این فرآیند نقشی ایفا کند.

آیا آب آهک خوراکی است؟

در فرهنگ عمومی، وقتی درباره‌ی “خوراکی بودن” یک ماده صحبت می‌کنیم، منظورمان قابلیت استفاده از آن در تهیه غذا یا خوراکی‌ها بدون ایجاد آسیب جدی به سلامت انسان است. آب آهک به‌صورت ذاتی خوراکی محسوب نمی‌شود؛ چراکه یک ماده قلیایی نسبتاً قوی است و اگر با غلظت بالا مصرف شود، می‌تواند به بافت‌های داخلی بدن آسیب بزند. اما نکته مهم این است که در آشپزی سنتی ایرانی و حتی در صنایع غذایی، از محلول رقیق‌شده آب آهک یا هیدروکسید کلسیم برای برخی کاربردهای مشخص استفاده می‌شود. اینجاست که مبحث «خوراکی بودن» در حد و اندازه و غلظت مشخص، مطرح می‌شود.

برخی منابع آشپزی توصیه می‌کنند که بهتر است از آهک خوراکی (که دارای خلوص بالاتر و بدون آلاینده‌های شیمیایی مضر است) برای تهیه «آب آهک» مخصوص آشپزی استفاده شود. در ایران، آهک خوراکی در عطاری‌ها یا فروشگاه‌های لوازم قنادی سنتی ممکن است یافت شود. این آهک پس از حل شدن در آب و ته‌نشینی کامل، آب زلال روی آن را در حد متعادل و پس از آب‌کشی چند باره‌ی مواد غذایی، مصرف می‌کنند.

آب آهک چگونه تهیه می شود؟

ترکیب آب با انواع مختلف آهک سبب ایجاد حالات مختلفی می شود. برای مثال چنانچه آهک خام پودر شده را با آب ترکیب کنیم و موادی مانند سیمان یا پودر سنگ نیز به آن اضافه نماییم ، ملات به دست می آید که در موارد مختلف ساخت و ساز مصرف می شود. همچنین اگر آهک زنده یا همان اکسید کلسیم با آب ترکیب شود ، یک واکنش شدید شیمیایی ایجاد می نماید که همراه با آزاد سازی حرارت بوده و شکفته سازی آهک نام دارد. اما منظور از آب آهک یا شیره آهک در اصل ، ترکیب آهک هیدراته یا هیدروکسید کلسیم با آب است. چنانچه آهک هیدراته با خلوص بالا و حالت کاملا پودری را با آب خالص ترکیب کنیم ، شیره ای سفید رنگ ایجاد می شود. چنانچه این محلول به مدت مشخصی دست نخورده باقی بماند ، پودر آهک هیدراته به طور کامل ته نشین شده و مایعی شفاف حاصل می شود. البته آهک هیدراته به طور کامل ویژگی های خود را به آب منتقل می کند. فرمول شیمیایی آب آهک Ca(OH)2 بوده و اصولا یکی از آبپوش های آهک هیدراته محسوب می شود. آب آهک را در جاده سازی و راه سازی برای پوشش دادن درز ها و شکستگی های روی آسفالت استفاده می کنند زیرا با نفوذ در میان منافذ خالی بین سنگ ها و مواد تشکیل دهنده ، استحکام جاده را افزایش می دهد.

برای تهیه آب آهک در مقیاس خانگی توصیه می‌شود از آهک هیدراته خوراکی استفاده کنید. ابتدا باید آهک هیدراته را در آب سرد حل کنید و اجازه دهید مدت زمانی بگذرد تا ذرات معلق ته‌نشین شوند. سپس آب شفاف بالایی را جدا کرده و از آن به عنوان آب آهک استفاده می‌کنید.

در مقیاس صنعتی نیز، از خط تولید آهک هیدراته با خلوص متفاوت بهره می‌برند. آهک هیدراته را در حجم زیادی از آب حل کرده، سپس برای حذف ذرات جامد و ایجاد مایعی شفاف، آن را تحت فرایند فیلتراسیون قرار می‌دهند. محصول نهایی را می‌توان برای تنظیم pH در کارخانجات تولید مواد شیمیایی یا خنثی‌سازی پساب‌های اسیدی به‌کار برد.

تفاوت آب آهک و شیر آهک

در ادبیات فنی شیمی، “شیر آهک” یا “شیره آهک” (Lime Milk or Milk of Lime) معمولاً به مخلوطی اطلاق می‌شود که حاوی ذرات معلق هیدروکسید کلسیم در آب است. از آنجا که این مخلوط سفیدرنگ و غلیظ شبیه شیر به نظر می‌رسد، به آن شیر آهک می‌گویند. در‌حالی‌که آب آهک (Limewater) محلول اشباع و نسبتاً شفاف هیدروکسید کلسیم در آب است.

در کاربردهای روزمره، این دو اصطلاح ممکن است به جای هم استفاده شوند، اما از لحاظ شیمیایی، شیر آهک غلظت بالاتری از ذرات دارد و غلیظ‌تر است؛ در‌حالی‌که آب آهک عمدتاً بخش زلال و شفاف محلول را شامل می‌شود.

کاربرد آب آهک در پخت مربای کدو حلوایی و دیگر خوراکی ها

از آب آهک به منظور پخت بعضی از انواع مربا مانند مربای کدو حلوایی ، پوست پرتقال و گریپ فروت استفاده می شود زیرا سبب ترد شدن ، حفظ شکل ظاهری و تلخی گیری این مواد می گردد و از له شدن میوه ها در هنگام پخت جلوگیری می کند. برای تهیه آب آهک جهت پخت و پز باید به ازای هر یک کیلوگرم میوه ، یک کیلوگرم آهک خوراکی را در 5 تا 6 لیوان آب سرد حل کرده و چند ساعت فرصت دهید تا کاملا ته نشین شود. سپس آب شفاف روی اهک را بر روی میوه ها بریزید و اجازه دهید 2 الی 3 ساعت به همین شکل باقی بماند. بعد میوه ها را شسته و این عمل را چند بار دیگر تکرار کنید.

استفاده از آب آهک در آشپزی ایرانی، عمدتاً برای بهبود بافت و طعم برخی میوه‌ها و سبزی‌هاست. مرباهای سنتی مانند مربای کدو حلوایی، مربای بالنگ و حتی مربای پوست پرتقال یا نارنج، نیاز به بافتی ترد و منسجم دارند. آب آهک با ایجاد یک پوسته‌ی محکم‌تر بر روی سطح میوه، از له شدن آن در طول فرایند پخت (جوشیدن در شکر) جلوگیری می‌کند.

اما باید توجه داشت که تکرار فرآیند خیساندن میوه در آب آهک و سپس شست‌وشوی دقیق با آب ساده، بسیار مهم است. با این کار، آهک اضافی شسته شده و باقیمانده‌اش به حدی کاهش پیدا می‌کند که دیگر خطر خوراکی نداشته باشد.

به‌طور کلی، توصیه می‌شود قبل از مصرف میوه‌های خیسانده شده در آب آهک، چندین بار آن‌ها را در آب معمولی یا ولرم بشویید تا تمام رسوبات آهکی از بافت میوه خارج شود. از سوی دیگر، انتخاب آهک خوراکی با درجه خلوص بالا نیز ضروری است تا ناخالصی‌های خطرناک وارد مواد غذایی نشوند.

کاربردهای صنعتی آب آهک

1. کنترل pH در صنایع شیمیایی: آب آهک برای خنثی‌سازی اسیدها و کنترل pH در واکنش‌های شیمیایی به‌کار می‌رود. این ماده به‌ویژه در صنایعی مثل کاغذسازی، رنگ‌سازی، دباغی چرم و تصفیه آب و فاضلاب صنعتی در ایران کاربرد گسترده‌ای دارد.
2. افزایش استحکام در ساخت و ساز: به‌علت حضور یون کلسیم، آب آهک می‌تواند به پر کردن خلل و فرج موجود در سازه‌ها کمک کند. از این رو، در برخی پروژه‌های راه‌سازی و آسفالت‌کاری، برای درزگیری و تقویت پیوند بین ذرات استفاده می‌شود. (همان‌گونه که در متن مقاله‌ی اولیه اشاره شد، آب آهک در جاده‌سازی نیز استفاده دارد.)
3. تولید برخی مواد معدنی و شیمیایی: آب آهک به عنوان واسطه‌ای برای تولید سایر نمک‌های کلسیم مانند کلسیم کلرید (CaCl2) یا کلسیم نیترات (Ca(NO3)2) نیز به‌کار می‌رود. این مواد در کودهای کشاورزی، صنایع غذایی و بسیاری موارد دیگر اهمیت دارند.
4. صنایع فولاد و متالورژی: در کارخانه‌های تولید فولاد، برای جداسازی ناخالصی‌ها از آهن مذاب و تولید فولاد با کیفیت بهتر، گاهی از ترکیبات آهکی از جمله آب آهک استفاده می‌شود.
5. دباغی چرم: در صنعت دباغی، از محلول‌های قلیایی مانند آب آهک برای حذف مو، پروتئین‌ها و سایر ناخالصی‌های موجود در پوست حیوانات استفاده می‌شود. این کار به تمیز شدن بهتر پوست و آماده‌سازی آن برای مراحل بعدی دباغی کمک می‌کند.

نقش آب آهک در تصفیه آب و فاضلاب

یکی از کاربردهای مهم آب آهک، تصفیه آب آشامیدنی و پساب‌های صنعتی است. در تصفیه آب آشامیدنی، افزودن مقدار اندکی آب آهک باعث افزایش pH و کمک به حذف سختی آب می‌شود. همچنین وجود یون‌های کلسیم می‌تواند به انعقاد ذرات معلق کمک کند. در تصفیه فاضلاب‌های صنعتی، آب آهک برای خنثی‌سازی مواد اسیدی و ایجاد شرایط قلیایی لازم جهت رسوب فلزات سنگین به کار می‌رود.

در ایران، با افزایش روزافزون صنایع و تولید پساب‌هایی که اغلب ماهیت اسیدی دارند، استفاده از آب آهک یک راهکار مقرون‌به‌صرفه و کارآمد به‌شمار می‌رود. اکثر کارخانه‌های فولاد، صنایع مس، پتروشیمی و … برای کنترل آلاینده‌ها و رساندن پساب به استاندارد محیط زیست، از روش‌های مختلفی از جمله آهک‌زنی بهره می‌گیرند.

آب آهک در صنایع غذایی و بهداشتی

علاوه بر استفاده در تهیه مربا و برخی شیرینی‌های سنتی، آب آهک (یا هیدروکسید کلسیم) در صنعت قند و شکر نیز کاربرد دارد. در این صنایع، از آب آهک برای خنثی‌سازی اسیدهای آزاد موجود در شیره چغندر یا نیشکر استفاده می‌شود. همچنین در مراحل تصفیه و جدا‌سازی ناخالصی‌ها، وجود محیط قلیایی می‌تواند به حذف بهتر ترکیبات غیرقندی کمک کند.

در برخی فرآیندهای بهداشتی و داروسازی هم، از ترکیبات آهک برای تنظیم pH یا ضدعفونی سطوح استفاده می‌شود. البته باید دقت داشت که استانداردها و دستورالعمل‌های سازمان‌های بهداشتی در مورد میزان مجاز باقیمانده این ماده در محصولات، رعایت گردد.

جایگاه آب آهک در کشاورزی ایران

کشاورزان ایرانی در برخی مناطق، برای کنترل اسیدیته خاک‌های بسیار اسیدی (در مناطقی از شمال ایران که بارندگی زیاد یا شستشوی مداوم خاک رخ می‌دهد) از مواد آهکی استفاده می‌کنند. آب آهک به‌علت حلالیت بهتر در آب، می‌تواند سریع‌تر اثر خود را برای خنثی کردن اسید خاک نشان دهد. این کار به اصلاح خاک و کمک به رشد بهتر گیاهان منجر می‌شود.

علاوه بر اصلاح خاک، برخی باغداران برای ضدعفونی درختان یا نابودی آفات خاصی که در شرایط اسیدی به‌خوبی رشد می‌کنند، از محلول‌های رقیق‌شده آب آهک استفاده می‌کنند. البته باید مقدار مصرف و زمان‌بندی دقیق انجام شود تا آسیبی به ریشه و ساختار خاک وارد نشود.

نحوه تولید آب آهک

ایران با داشتن معادن غنی سنگ آهک یا همان کربنات کلسیم در نقاط مختلف (ازجمله استان‌های اصفهان، فارس، کرمان و …)، بستر مناسبی برای تولید آهک زنده (اکسید کلسیم) یا آهک هیدراته (هیدروکسید کلسیم) دارد. معمولاً در کارخانجات، سنگ آهک پس از استخراج، وارد کوره‌های مخصوص شده و پس از پخت، اکسید کلسیم تولید می‌شود. سپس با فرآیند هیدراته کردن (افزودن مقدار کنترل‌شده آب به اکسید کلسیم)، آهک هیدراته به‌دست می‌آید.

برای تولید آب آهک در مقیاس صنعتی، معمولاً از آهک هیدراته با خلوص بالا استفاده و آن را در آب حل می‌کنند. سپس با روش‌های ته‌نشینی یا فیلتراسیون، محلول زلال آب آهک را جدا می‌نمایند. بسته به کاربرد نهایی (صنایع غذایی، ساخت‌وساز یا واکنش‌های شیمیایی)، فرآیند ممکن است کمی متفاوت باشد.

شرایط نگهداری و ایمنی آب آهک

• ظروف نگهداری: برای نگهداری طولانی‌مدت آب آهک، بهتر است از مخازن یا ظروف پلاستیکی مقاوم (PVC، پلی‌اتیلن) یا استیل ضدزنگ استفاده شود. فلزاتی مانند آلومینیوم ممکن است در اثر تماس طولانی‌مدت با محلول قلیایی آسیب ببینند.
• درجه حرارت: آب آهک اگر در معرض دمای بالا قرار گیرد، ممکن است قسمتی از آب تبخیر شود و غلظت آن تغییر کند. در نتیجه، بهتر است در محیط خنک و دور از تابش مستقیم خورشید قرار گیرد.
• ایمنی کار:
  • در هنگام کار با آب آهک، دستکش مقاوم به مواد شیمیایی، عینک ایمنی و لباس مناسب استفاده کنید.
  • استنشاق بخارات یا گرد آهک پودری پیش از حل شدن، ممکن است ایجاد سوزش در دستگاه تنفسی کند.
  • در صورت تماس با پوست یا چشم، ناحیه آلوده را سریعاً با آب فراوان شست‌وشو دهید و در صورت لزوم به پزشک مراجعه کنید.

جمع‌بندی

آب آهک، محلولی قلیایی با فرمول Ca(OH)2 است که در صنایع متنوعی از جمله ساخت‌وساز، تنظیم pH، آشپزی سنتی، تصفیه آب و فاضلاب، و حتی در صنایع غذایی و کشاورزی استفاده می‌شود. در ایران، به دلیل وجود ذخایر غنی سنگ آهک و دانش بومی در استخراج و فرآوری آن، این ماده از دیرباز مورد استفاده قرار گرفته است.

هنگام استفاده از آب آهک، رعایت اصول ایمنی و شناخت کاربردهای آن اهمیت زیادی دارد. همچنین در مصارف خوراکی مانند تهیه مربا، باید از آهک خوراکی و روش شستشوی مکرر برای کاهش خطرات احتمالی بهره گرفت.

سوالات متداول